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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur periodischen, zu-
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mindest während eines Teils der Massagephase erfolgenden Einsteuerung
von Luft in den Innenraum eines Melkbechers mit einer in Abhängigkeit von den im
Saug- und Nassagetakt auftretenden Druckunterschieden betätigten und in einer zur
Atmosphäre führenden Verbindung angeordneten Ventileinheit.
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Aus der DE-PS 1 299 165 ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt, die
es ermöglicht, den Zitzengummiinnenraum eines Zweiraum-Melkbechers während des Entlastungstaktes
mit der Atmosphäre zu verbinden. Dazu weist das Ventil einen durch den beim Saugtakt
in der Unterdruckleitung herrschenden Unterdruck in Schließstellung und beim Entlastungstakt
durch den Wegfall des Unterdrucks in Offenstellung beweglichen Verschlußkörper auf.
Speziell ist dabei das Ventil mit zwei Auslaßkanälen versehen, von denen der eine
in den Innenraum des Zitzengummis mündet, während der andere mit dem Melkbecherzwischenraum
in Verbindung steht.
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Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist vor allem der zur
Erzielung der Ventilfunktion erforderliche Aufwand, die Notwendigkeit, spezielle
Becher zu verwenden, die das Anbringen der Ventileinheiten ermöglichen, die Erschwerung
der Melkbecherreinigung und die Notwendigkeit, die Ventileinheiten in regelmäßigen
Abständen zumindest teilweise auszuwechseln, um deren weitere Funktion sicherzustellen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs
definierten Art so auszubilden, daß sie mit einem absoluten Minimum an Aufwand realisiert
werden kann, keinerlei Reinigungsprobleme verursacht, sich zur Nachrüstung bei herkömmlichen
Melkbechern eignet und zu keiner Erschwerung der Handhabung der Melkbecher im Betrieb
und bei der Reinigung sowie bei der Auswechslung von Verschleißteilen führt.
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Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Ventileinheit
unterhalb des Zitzenaufnahmebereichs und innerhalb
des Zitzengummis
gelegen und durch die differenzdruckabhängig bewegte Zitzengummiwandung zwischen
dem offenen und geschlossenen Zustand umgesteuert wird, wobei bevorzugt ein Wandungsteil
des Zitzengummis das bewegliche Element der Ventileinheit bildet.
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Durch die unmittelbare Ausnutzung des Zitzengummis zur Ventilbetätigung
bzw. zur Gewährleistung der Öffnungen und Schließfunktion der innerhalb des Zitzengummis
gelegenen Ventileinheit wird ein extrem einfacher Gesamtaufbau von hoher Funktionssicherheit
erhalten, wobei zusätzlich von Vorteil ist, daß eine Vorrichtung der erfindungsgemäßen
Art problemfrei als Nachrüsteinheit auch bei herkömmlichen Melkbechern eingesetzt
werden kann.
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Aufgrund der Einsteuerung einer definierten Luftmenge während eines
jeden Entlastungstaktes werden unerwünschte Rückspüleffekte der ermolkenen Milch
völlig ausgeschaltet, und es wird sichergestellt, daß die ermolkene Milch aufgrund
der gesteuerten Belüftung jedes Melkbechers rückflußfrei über die kurzen Milchschläuche
in das ableitende System gelangt. Ferner ist von Bedeutung, daß in der Massagephase
aufgrund der Einsteuerung von Luft das Vakuum -abgesenkt und dadurch das Zitzengewebe
geringer mit Vakuum belastet wird.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der-Erfindung zeichnet
sich dadurch aus, daß der stationäre Teil der Ventileinheit als sich vom unteren
Ende des jeweiligen Melkbechers in den Zitzengummiinnenraum erstreckendes, insbesondere
mit dem Schauglas integrales Einsatzstück ausgebildet ist, das einen einerseits
zur Atmosphäre führenden und andererseits gegenüber der Innenwandung des Zitzengummis
mündenden Kanal aufweist und den Zitzengummi in Richtung einer zumindest im wesentlichen
durch die Kanalmündung verlaufenden Axialebene leicht spreizt.
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Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wird wiederum der Zitzengummi
selbst als Ventilbestandteil verwendet und zur eigentlichen Ventilsteuerung die
gezielte Verformung des Zitzengummis ausgenutzt.
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Während nämlich der Zitzengummi in der zwischen Melkbecherzwischenraum
und Zitzengummiinnenraum praktisch keine Druckdifferenz vorhanden ist, aufgrund
der vorgesehenen Spreizung bzw. Vorspannung an der Kanalmündung anliegt und somit
das Ventil schließt, wird beim übergang in die Entlastungsphase, wenn der Zitzengummi
aufgrund der sich einstellenden Druckdifferenz zwischen Melkbecherzwischenraum und
Zitzengummiinnenraum kollabiert, das Ventil geöffnet, da sich der Zitzengummi im
kollabierten Zustand oval verformt und sich damit in der Spreizebene von der Kanalmündung
deutlich abhebt bzw. entfernt, so daß nunmehr die Kanalmündung freiliegt und auf
diese Weise eine Verbindung von Zitzengummiinnenraum und Atmosphäre geschaffen wird.
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Der Zeitpunkt der Freigabe der Kanalmündung bzw. der Zeitpunkt der
Öffnung des so gebildeten Ventils kann durch Wahl der Vorspannung des Zitzengummis
in Spreizrichtung im Saugtakt bestimmt werden.
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Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist das Einsatzstück
in Form einer Spreizgabel mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Spreizelementen
ausgebildet, wobei in wenigstens einem der beiden Spreizelemente ein einerseits
zur Atmosphäre führender und andererseits gegenüber der Innenwandung des Zitzengummis
mündender Kanal vorgesehen ist. Anstelle einer Spreizgabel kann auch ein Spreizbügel
Verwendung finden, in dem der zur Atmosphäre führende Kanal in analoger Weise/in
der Spreizgabel ausgebildet wird.
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Zweckmäßigerweise ist bei all diesen Ausführungsformen das freie Ende
des Einsatzstückes als radial nach außen vorstehender Wulst ausgebildet, in dem
die mit dem Ventil-Wandungsteil des Zitzengummis zusammenwirkende Kanalmündung vorgesehen
ist. Da sich der Zitzengummi an den Wulst besonders gut anlegen bzw. anschmiegen
kann, wird auch das Verschließen der Kanalmündung durch die Zitzengummiwandung weiter
erleichtert und praktisch absolut sicher gestaltet.
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Aufgrund der Tatsache, daß sämtliche Teile und Bereiche des Einsatzstückes
im Betrieb umspült sind und periodisch freiliegen, treten keinerlei störende Ablagerungen
auf, wodurch auch keinerlei Einbußen hinsichtlich der Hygiene entstehen können.
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Von Vorteil kann es auch sein, das Einsatzstück so lang auszubilden,
daß der Ventilteil relativ dicht unterhalb der Zitze gelegen ist. Die Lufteinsteuerung
erfolgt damit unmittelbar benachbart dem Zitzenende, was hinsichtlich des angestrebten
Druckverlaufs an der Zitze von Vorteil ist.
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Durch die Integration von Einsatzstück und Schauglas, bzw. durch die
Anformung des Einsatz stückes an das Schauglas und die Ausbildung des notwendigen
Verbindungskanals zur Atmosphäre wird es problemfrei möglich, das Prinzip der periodischen
Lufteinsteuerung während der Entlastungsphase in den Zitzengummiinnenraum praktisch
bei allen herkömmlichen Melkbechern nachträglich zu realisieren. Es ist dazu lediglich
erforderlich, ein konventionelles Schauglas durch ein gemäß der Erfindung ausgebildetes
Schauglas mit integriertem Einsatzstück in Verbindung mit einem dazu geeigneten
Zitzengummi zu ersetzen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich
dadurch aus, daß das spreizbügelförmige Einsatzstück senkrecht zur Spreizebene sich
nach unten erweiternd ausgebildet ist und daß das auf diese Weise hohlkörperartig
geformte Einsatz stück in den sich gegenüberliegenden Bereichen mit großflächigen
Öffnungen versehen ist, die in der Entlastungsphase durch den sich formschlüssig
anlegenden Zitzengummi verschlossen werden.
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Gemäß dieser Ausführungsform wird einerseits der Zitzengummiinnenraum
aufgrund der Abdichtung der großflächigen Öffnungen von der Vakuumquelle getrennt
und andererseits der zwischen Einsatzstück und Zitze gelegene Raum durch das Einsteuern
von Luft auf Atmosphäre bzw. angenäherten Atmosphärendruck entlastet.
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Bei dieser Ausführungsvariante ist von besonderem Vorteil, daß über
einen geeignet ausgebildeten Zitzengummi eine Kraftübertragung zu Massagezwecken
vom Bereich des an den großflächigen Öffnungen des Einsatz stückes anliegenden Zitzengummis
zum Zitzenbereich erfolgen kann. Dazu wird vorzugsweise der Zitzengummi in den mit
den großflächigen Öffnungen ausgerichteten Umfangsbereichen verstärkt ausgebildet
oder mit aufgesetzten Verstärkungen versehen. Da im Bereich der großflächigen Öffnungen
des Einsatzstückes während der Entlastungsphase der volle Differenzdruck zur Verfügung
steht, kann durch geeignete Wahl der Öffnungen die gewünschte Massagekraft, die
über den verstärkten Zitzengummi übertragen wird, vorgegeben werden.
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Zweckmäßigerweise läßt man über wenigstens eine der großflächigen
Öffnungen in definierter Weise Falschluft treten, und zwar derart, daß einerseits
die angestrebte Absenkung des Vakuums unterhalb der Zitze auf zumindest annäherndem
Atmosphärendruck nicht beeinträchtigt und andererseits die gewünschte Haftungsunterstütung
durch die Falschluft sichergestellt ist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise
näher erläutert; in der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine schematische Längsschnitt-Darstellung
eines Zweiraum-Melkbechers mit einem gemäß der Erfindung ausgebildeten Einsatz,
Fig. 2 einen Querschnitt des Melkbechers nach Fig. 1 in Höhe der Mündung des zur
Atmosphäre führenden Kanals während der Saugphase, Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende
Schnittdarstellung während der Massagephase,
Fig. 4 eine schematische
Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform einer Ventileinheit nach der
Erfindung während der Saugphase, Fig. 5 die Anordnung nach Fig. 4 während der Entlastungsphase,
Fig. 6 eine weitere Ausführungsvariante eines Einsatzstückes nach der Erfindung,
Fig. 7 eine schematische Schnittdarstellung eines Zweiraum-Melkbechers mit einem
Einsatz nach Fig. 6 in der Entlastungsphase,und Fig. 8 eine Querschnittsansicht
des im Melkbecher nach Fig. 7 verwendeten Zitzengummis.
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Figur -1 zeigt einen konventionellen Zweiraum-Melkbecher, bestehend
aus einer Melkbecherhülse 1 mit einem Anschlußstutzen 2, einem in der Melkbecherhülse
festgespannten Zitzengummi 3 zur Aufnahme einer strichliert angedeuteten Zitze 4.
Zwischen Zitzengummi 3 und Becherhülse 1 befindet sich der Melkbecherzwischraum
5, der über den Anschlußstutzen 4 periodisch an Unterdruck und Atmosphäre gelegt
wird.
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Ein an sich konventionelles Schauglas 6, mittels dessen das untere
Ende des Zitzengummis 3 in der Melkbecherhülse 1 festgespannt wird, ist gemäß der
Erfindung mit einem sich in den Zitzengummiinnenraum erstreckenden Einsatz 7 in
Form einer Spreizgabel versehen.
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ein In einem der beiden Gabelelemente ist/Kanal 8 vorgesehen, der
einerseits durch die Schauglaswandung zur Atmosphäre führt und andererseits nach
entsprechender Umlenkung in eine zur Melkbecherlängsachse senkrechte Richtung unmittelbar
gegenüber der Innenwandung des Zitzengummis 3 mündet.
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Der Einsatz 7 spreizt den Zitzengummi in Richtung einer durch die
Mündung 9 des Kanals 8 verlaufenden Axialebene leicht vor, und diese leichte Spreizung
bestimmt gleichzeitig die Faltrichtung des
Zitzengummis beim Kollabieren
bzw. beim Zusammenfalten des Zitzengummis im Massagetakt.
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Der der Mündung 9 des Kanals unmittelbar gegenüberliegende Teilbereich
10 des Zitzengummis 3 bildet zusammen mit der Mündung 9 ein Ventil, das immer dann,
wenn der Zitzengummi 3 seine Ruhelage einnimmt, d.h. keine Druckdifferenz zwischen
Zitzengummiinnenraum 12 und Melkbecherzwischenraum 5 vorliegt, geschlossen ist,
und zwar aufgrund der durch die Spreizung erbrachten leichten Vorspannung.
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Das freie Endes des Einsatzes 7 ist mit einem Wulst 11 versehen, und
durch diesen Wulst 11 erstreckt sich auch das radial verlaufende Ende des Kanals
8 bzw. der Endabschnitt der Mündung 9.
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Es wird durch diese Ausgestaltung ein besonders Anliegen bzw.
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Anschmiegen des Zitzengummis an der Mündung 9 sichergestellt, so daß
praktisch mit einer sehr geringen Spreizung gearbeitet werden kann, die im wesentlichen
nur sicherstellen muß, daß der Zitzengummi in definierter Weise, d.h. entsprechend
einer definierten Ebene kollabiert.
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Die Schnittansicht nach Fig. 2 zeigt die leichte Spreizung des Zitzengummis
3 durch das Einsatz stück 7 und läßt insbesondere erkennen, daß in diesem Zustand,
d.h. während der Saugphase, wenn der Zitzengummi keinen Differenzdrücken ausgesetzt
ist, die Mündung 9 des zur Atmosphäre führenden Kanals eindeutig geschlossen ist,
so daß keine Verbindung zwischen Atmosphäre und Zitzengummiinnenraum und damit auch
kein Eintreten von Luft möglich ist Figur 3 zeigt den Zitzengummi 3 im kollabierten
Zustand, d.h.
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während der Entlastungsphase, wenn in den Melkbecherzwischenraum 5
Atmosphäre eingesteuert wird. Da die Faltrichtung des Zitzengummis aufgrund der
in Fig. 2 zu sehenden leichten Spreizung vorgegeben ist, wird beim Falten bzw. Kollabieren
des Zitzengummis die Mündung 9 des zur Atmosphäre führenden Kanals frei, da sich
zwischen Einsatz 7 und Zitzengummi 3 in den Endbereichen
des sich
ausbildenden Flachovals zwangsläufig Freiräume 14 ergeben, über die eine Verbindung
des zur Atmosphäre führenden Kanals mit dem Zitzengummiinnenraum erfolgt.
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Die durch das Kollabieren des Zitzengummis bewirkten Relativbewegungen
zwischen Einsatz stück 7 und Zitzengummi in den seitlichen Randbereichen der Faltebene
werden demgemäß dazu ausgenützt, um auf äußerst einfache Weise eine sicher funktionierende
Ventilwirkung zu erzielen.
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Fig. 4 zeigt eine Ausführungsvariante der Erfindung, bei der der Zitzengummi
3 ebenfalls im Ventilbereich etwas gespreizt ist, um eine eindeutige Faltebene vorzugeben,
bei der jedoch im Einsatzstück 7 eine vollständige Ventileinheit vorgesehen ist,
die gemäß der Erfindung unmittelbar durch den Zitzengummi 3 betätigt wird. Das bewegliche
Element des Ventils ist in Fig. 4 mit 13 bezeichnet, und es ist zu sehen, daß in
der Saugphase, wenn keine Verbindung zwischen Zitzengummiinnenraum und Atmosphäre
erfolgen darf, die Mündung 9 verschlossen ist, während in der Entlastungsphase bei
kollabiertem Zitzengummi 3 - wie in Fig. 5 zu sehen - die Wandung des Zitzengummis
das bewegliche-Element 13 betätigt und die Durchlaßöffnungen in Deckung bringt,
so daß über die Mündung 9 Luft in den Zitzengummiinnenraum eingesteuert werden kann.
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Der Öffnungsquerschnitt der Mündung 10 wird so gewählt, daß die eintretende
Luftmenge während der EntIastunqsphaseeinerseits ein Ablösen der einzelnen Teilmilchsäülen
und damit ein Abführen der Milch ohne Rückspüleffekte ermöglicht, andererseits aber
auch die Milchabzugsgeschwindigkeit nur so groß gewählt wird, daß keine unerwünschte
Schaumbildung eintritt.
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Fig. 6 zeigt ein spreizügelförmiges Einsatzstück 7, das senkrecht
zur Spreizebene - wie in Fig 7 zu- sehen - kegelförmig ausgebildet ist, so daß insgesamt
ein hohlkörperartig geformtes Einsatz stück vorliegt, bei dem in den sich gegenüberliegenden
Bereichen
großflächige Öffnungen bzw. Fenster 15 vorgesehen sind, die in der Entlastungsphase
durch den sich dabei großflächig anlegenden Zitzengummi 3 verschlossen werden. Wie
bei den bisher beschriehenen Einsatzstücken erstreckt sich auch bei diesem Einsatzstück
ein Kanal 8 über das Schauglas zur Atmosphäre und mündet radial über eine Öffnung
9, die im Bereich eines endseitigen Wulstes 10 gelegen ist.
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z.B.
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Eine Kerbe 17/im oberen Randbereich der Öffnung 15 gestattet es, auch
bei anliegendem Zitzengummi eine vorgebbare Menge an Falschluft über die an sich
geschlossene Öffnung 15 abzuziehen.
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Die Fig. 7, die das Einsatzstück nach Fig. 6 im in einen Melkbecher
1 eingesetzten Zustand und bezüglich der Fig. 6 um 900 gedreht zeigt, läßt erkennen,
daß bei kollabiertem Zitzengummi 3, d.h. in der Entlastungsphase über die Mündung
9 Luft in den Zitzengummiinnenraum 12 eingesteuert werden kann.
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Der Zitzengummiinnenraum 12 wird jedoch im Gegensatz zu den Ausführungsformen
nach den Fig. 1 - 4 während der Entlastungsphase vom Vakuum getrennt, da sich der
Zitzengummi 3 an die Öffnungen bzw Fenster 15 anlegt und diese verschließt. Die
Andrückkraft für den Zitzengummi im Bereich der Fenster 15 kann durch geeignete
Wahl der Größe dieser Fenster bzw. Öffnungen vorgegeben werden. Von wesentlicher
Bedeutung ist, daß man diese Andrückkraft unmittelbar ausnutzen kann, um eine wirksame
Massage der Zitze 4 im Entlastungstakt zu gewährleisten.
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Dazu wird der Zitzengummi 3 entsprechend der Schnittdarstellung mit
in Fig. 8 in den/den großflächigen Öffnungen 15 ausgerichteten Umfangsbereichen
vorzugsweise verstärkt ausgebildet oder mit aufgesetzten Verstärkungen und dergleichen
versehen. Damit kann eine unmittelbare mechanische Kraftübertragung vom Bereich
des Einsatzstückes 7 zum Zitzenaufnahmebereich erfolgen, so daß es möglich ist,
einerseits eine wirksame mechanische Zitzenmassage und andererseits über die Lufteinsteuerung
eine Absenkung des
Vakuum im Zitzengummiinnenraum 12 auf Atmosphärendruck
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annähernden Atmosphärendruck zu gewährleisten.
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Ein vorteilhaftes Zusammenwirken von Lufteinsteuerung und Abschluß
des Zitzengummiinnenraums vom Vakuum ergibt sich zwangsläufig deshalb, weil der
Zeitpunkt der Lufteinsteuerung stets vor dem Verschließen der Fenster 15 liegt und
somit die Milchabführung begünstigt und dennoch optimale Bedingungen für die Zitzenmassage
in der Entlastungsphase geschaffen werden können.
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Um in der Praxis beim Einsetzen eines Zitzengummis in einen Melkbecher
stets die richtige Relativiage zwischen Einsatzstück und Zitzengummi sicherzustellen,
kann der Zitzengummi mit geeigneten Markierungen versehen werden.
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